А
79
∑
АБСОЛЮТ БЕЙТАРАП БӨЛШЕК – АЭРОСТАТИКА
114
115
жүйесіндегі элементтің реттік нөмірі).
Атом электрлік бейтарап жүйе; +еZ
зарядты болатын ядро жалпы заряды
–еZ зарядына тең Z электронды ұстап
тұрады. Бір немесе бірнеше электрон-
дарынан айырылған (жоғалтқан) атом
оң ион деп аталған, оның заряды +еk,
мұндағы k – электрондарды өзіне қосып
алған атомның иондалу еселігі, бұл
теріс
ионды атом. Кейде «атом» деп бейтарап
атомды да, оның ионын да атаймыз. Оң
және теріс иондарды бейтарап атомнан
ажырату үшін элементтің химиялық
шартты белгісіне иондалудың есе-
лігін анықтайтын индекс қосылып жа-
зылады (мысалы; О
+
, О
8+
, О
2–
). Бейтарап
атом мен әлгіндей электрондар саны бар
басқа элементтердің жиынтығы и з о-
э л е к т р о н д ы қ қ а т а р д ы құрай-
ды (мысалы, сутегіне ұқсас қатар Н, Не
+
,
Li
2+
, ...).
Атом ядросы зарядының қарапайым зарядқа еселігі атомның құрылымын
түсіндіреді: оның құрамына +е зарядты Z протондар, сонымен бірге бейтарап
бөлшек – нейтрондар енген. Атомның массасы Z артқан сайын өседі.
Электронның массасы (≈ 0,91·10
–27
г) протонның немесе нейтронның масса-
сынан (жуық шамамен 1840 есе) едәуір аз (≈ 1,67·10
–27
г), сондықтан бұлардың
атомдық массадағы электрондардың үлесі шамалы ғана.
Бір элементтің атомының массалық саны (протондар саны бірдей, ал ней-
трондар саны әрқилы болады) әрқилы болуы мүмкін; бір элементтің атомының
осындай әртүрлі болуы изотоптар деп аталған. Ядро массасының әрқилы болуы
бір элементтің изотоптарының химиялық және физикалық қасиеттеріне әсерін
тигізбейді. Әдеттегі жеңіл сутегінің (протий А = 1), дейтерий (А = 2) және тритий
(А = 3) массаларының айырмашылығының үлкен болуы себепті сутегі изотоптарын-
да ең көп айырмашылық (изотоптық эффектілер) сутегі изотоптарында байқалады.
Атом массасының дәл мәні масс-спектроскопия әдістерімен анықталады.
Өлшеулер мынаны айғақтаған; атомның массасы ядро мен барлық электрондардың
Осыдан сәл кейінірек ежелгі гректің өзге
бір атақты ойшылы Аристотель (б.з.б.
384–322) алғашқы материя: от, ауа, су неме-
се топырақтан (жерден) құралған деп төрт
стихияға (бөлшекке, элементке) бөлген. Осы-
лардан әлемдегі бүкіл заттар аралас-құралас
құрылатын болған. Осыларға қосымша оның
ұстазы Платон (б.з.б. 427–347) бесінші
бөлшек (элемент) – эфирді қосқан.
А
79
∑
АБСОЛЮТ БЕЙТАРАП БӨЛШЕК – АЭРОСТАТИКА
116
117
массаларының қосындысынан
масса кемістігі (дефекті) деп аталған шамаға кем
болатынын айғақтаған; Δm = W/с
2
, мұндағы
W – атомның байланыс энергиясы
с – жарық жылдамдығы. Ауыр атомдар үшін
Δm электрон массасына қарайлас, ал
жеңіл атомдар үшін электрон массасы ~10
–4
-ке тең.
Өлшемі кіші ядроның массасы үлкен болғандықтан атомды жуық шамамен
өзінің массасының орталығында тынышталған нүкте ретінде қарастыруға бола-
ды. Оған қоса атомды қозғалмайтын тарту орталығының төңірегінде қозғалатын
N электрондар жүйесі ретінде де қарастырылады. Оның толық ішкі энергиясы
барлық электрондардың кинетикалық энергияларының Т және бұларды ядроның
тарту және бірін-бірі тебу энергияларының U қосындыларына тең. Қарапайым
жағдайда сутегі атомында заряды +е ядроның төңірегінде заряды – е бір электрон
шыркөбелек айналып қозғалады.
Атом – кванттық жүйе болып табылады, яғни кванттық-механикалық
заңдарға бағынышты; мұның негізгі сипаттамасы – толық ішкі энергиясы
, бұл энергия мына дискретті қатардың тек
бір ғана мәнді қабылдайды:
1
,
2
,
3
, ...
(
1
<
2
<
3
< ...)
Атом ішкі энергияның аралық мәнін
қабылдай алмайды. Осы энергияның «рұқсат
етілген» әрбір мәніне атомның кванттық
күйлерінің бір немесе бірнеше орнықты
(уақыт бойынша өзгермейтін) мәндері сәйкес
келеді. Атом энергиясы бір тұрақты күйден
екінші күйге тек секірісті түрде – кванттық
ауысу тәсілімен ғана өзгере алады.
Атомның ішкі энергиясының мүмкін бо-
латын ең аз төменгі деңгейі
1
негізгі дең-
гей, ал бұдан өзгелері
(
n
>
1
, n=2,3, ...) –
қоздырылған күй деп аталған, себебі осы
деңгейге ауысу үшін атомды қоздыру қажет,
сырттан
n
–
1
энергия беру керек. Атомның
энергиясын кванттау электрондардың тол-
қындық қасиетінің салдары болып табылады.
Кванттық механикаға сәйкес,
р импульсті
микробөлшектің қозғалысына λ=h/р толқын
ұзындығы сәйкес болады, атомдағы элек-
